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Base64编码和解码在Java中的实现

Base64是一种常用的编码方式，它将二进制数据转换为可打印字符，方便在网络传输和存储中使用。Java提供了内置的Base64类，用于进行Base64编码和解码操作。本文将介绍Base64编码的背景知识，并给出在Java中使用Base64的示例代码。

什么是Base64编码

在计算机中，数据以二进制形式存储和传输。然而，有时我们需要将二进制数据转换为可打印字符，以便在文本中进行传输和存储。Base64编码通过将3个字节的数据转换为4个可打印字符来实现这一目的。具体来说，将3个字节分为4个6位的片段，然后将每个片段转换为对应的可打印字符。如果原始数据的字节数不是3的倍数，就需要在末尾添加一些填充字符。

Base64编码具有以下特点：

可逆性：Base64编码可以通过解码操作还原为原始数据。
字符集限制：Base64编码只能使用特定的64个字符，包括大小写字母、数字和一些特殊字符。
字节增加：Base64编码后的数据会比原始数据大约1/3。

在Java中使用Base64编码

Java提供了内置的Base64类，位于java.util包中，用于进行Base64编码和解码操作。以下是使用Java Base64类进行编码和解码的示例代码：

import java.util.Base64;

public class Base64Example {
    public static void main(String[] args) {
        String originalData = "Hello, World!";
        
        // 编码
        byte[] encodedBytes = Base64.getEncoder().encode(originalData.getBytes());
        String encodedData = new String(encodedBytes);
        System.out.println("Encoded data: " + encodedData);
        
        // 解码
        byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encodedData.getBytes());
        String decodedData = new String(decodedBytes);
        System.out.println("Decoded data: " + decodedData);
    }
}

在上述代码中，我们首先创建一个字符串originalData，它将被编码和解码。然后，我们使用Base64.getEncoder().encode方法将原始数据编码为Base64字符串。编码后的数据是一个字节数组，我们将其转换为字符串并打印出来。

接下来，我们使用Base64.getDecoder().decode方法对编码后的数据进行解码。解码后的数据也是一个字节数组，我们将其转换为字符串并打印出来。

运行上述代码，输出结果如下：

Encoded data: SGVsbG8sIFdvcmxkIQ==
Decoded data: Hello, World!

我们可以看到，原始数据经过编码后变成了一串Base64字符串，然后通过解码操作又还原为原始数据。

Base64URL编码

除了标准的Base64编码，Java Base64类还提供了Base64URL编码。Base64URL编码与标准Base64编码类似，但对于URL和文件名的使用更友好。它使用-替代+，使用_替代/，并且不使用填充字符。

以下是使用Java Base64类进行Base64URL编码和解码的示例代码：

import java.util.Base64;

public class Base64URLExample {
    public static void main(String[] args) {
        String originalData = "Hello, World!";
        
        // Base64URL编码
        byte[] encodedBytes = Base64.getUrlEncoder().encode(originalData.getBytes());
        String encodedData = new String(encodedBytes);
        System.out.println("Base64URL encoded data: " + encodedData);
        
        // Base64URL解码
        byte[] decodedBytes = Base64.getUrlDecoder().decode(encodedData.getBytes());
        String decodedData = new String(decodedBytes);
        System.out.println("Base64URL decoded data: " + decodedData);
    }
}

在上述代码中，我们使用Base64.getUrlEncoder().encode方法将原始数据进行Base64URL编码。编码后的数据是一个字节数组，我们将其转换为字符串并打印出来。

接下来，我们使用Base64.getUrlDecoder().decode